潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于流體機(jī)械領(lǐng)域，特指一種充水式潛水泵和井用潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)裝置由汽蝕罐、入口閥、異心擴(kuò)散管、吸入管、潛水泵、溫度計(jì)、入口壓力表、過(guò)渡管、密封接頭一、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x、出口壓力表、排水管、出口測(cè)壓管、密封接頭二、流量計(jì)上游直管段、入口測(cè)壓管、轉(zhuǎn)速傳感器、流量計(jì)、流量計(jì)下游直管段、流量調(diào)節(jié)閥、注水閥、真空泵、排水閥、抽氣管、隔板、液位計(jì)、抽氣閥、排氣閥組成。溫度計(jì)、入口壓力表、出口壓力表、轉(zhuǎn)速傳感器及轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x和流量計(jì)用于測(cè)量潛水泵汽蝕余量的關(guān)鍵參數(shù)。本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置，能測(cè)量不同流量下潛水泵的臨界汽蝕余量，解決潛水泵汽蝕性能試驗(yàn)不能開(kāi)展的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于流體機(jī)械領(lǐng)域，涉及潛水泵水力性能試驗(yàn)，特指一種能測(cè)量充水式潛水泵和井用潛水泵汽蝕余量的閉式試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]潛水泵是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和各種工程領(lǐng)域的通用機(jī)械。其結(jié)構(gòu)是潛水電機(jī)與水泵共用一根軸，與一般陸用水泵不同，潛水泵沒(méi)有吸入管道。
[0003]水泵的水力性能指標(biāo)通常包括流量、揚(yáng)程、軸功率、效率和汽蝕余量，而汽蝕余量是一個(gè)間接測(cè)量量，必須通過(guò)水泵入口壓力總水頭、汽化壓力水頭等數(shù)據(jù)計(jì)算獲得。大量數(shù)據(jù)證明汽蝕破壞是導(dǎo)致水泵發(fā)生故障的直接元兇，和其他水泵一樣，潛水泵也常常由于潛入深度和大流量工況等原因造成汽蝕破壞而導(dǎo)致失效。但到目前為止，所有潛水泵產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)都未能提供汽蝕余量指標(biāo)。
[0004]現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)GB/T3216-2005《回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵水力性能驗(yàn)收試驗(yàn)I級(jí)和2級(jí)》提供了一般陸用離心泵、混流泵和軸流泵的水力性能試驗(yàn)方法，是一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)，可以指導(dǎo)對(duì)具有吸入管道的水泵性能參數(shù)(如流量、揚(yáng)程、軸功率、效率和汽蝕余量)進(jìn)行測(cè)量和試驗(yàn)。由于潛水泵沒(méi)有吸入管道，吸入總水頭無(wú)法測(cè)量，而該標(biāo)準(zhǔn)又沒(méi)有具體提供潛水泵汽蝕余量的測(cè)量方法。另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T12785-2002《潛水電泵試驗(yàn)方法》也同樣沒(méi)有提供潛水泵的汽蝕性能試驗(yàn)方法，其他文獻(xiàn)也未發(fā)現(xiàn)有公開(kāi)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠測(cè)量潛水泵汽蝕余量的閉式試驗(yàn)裝置，為潛水泵產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定提供有力的試驗(yàn)驗(yàn)證保證。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置由汽蝕罐、入口閥、異心擴(kuò)散管、吸入管、潛水泵、溫度計(jì)、入口壓力表、過(guò)渡管、密封接頭一、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x、出口壓力表、排水管、出口測(cè)壓管、密封接頭二、流量計(jì)上游直管段、入口測(cè)壓管、轉(zhuǎn)速傳感器、流量計(jì)、流量計(jì)下游直管段、流量調(diào)節(jié)閥、注水閥、真空泵、排水閥、抽氣管、隔板、液位計(jì)、抽氣閥、排氣閥組成了閉式水循環(huán)回路，見(jiàn)圖1。入口閥一端與汽蝕罐出流口通過(guò)法蘭連接，另一端與異心擴(kuò)散管用法蘭連接，異心擴(kuò)散管的擴(kuò)散端與吸入管的一端焊接，吸入管的另一端與入口測(cè)壓管的一端用法蘭連接，入口測(cè)壓管另一端與過(guò)渡管的一端用法蘭連接，潛水泵出口法蘭與出口測(cè)壓管大法蘭連接后再裝入由擴(kuò)散管、吸入管、入口測(cè)壓管和過(guò)渡管組成的吸入通道內(nèi)，并與過(guò)渡管用法蘭連接，轉(zhuǎn)速傳感器電纜通過(guò)出口測(cè)壓管大法蘭上的密封接頭一引出與轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x連接，潛水泵的電源電纜通過(guò)出口測(cè)壓管大法蘭上的密封接頭二引出，出口測(cè)壓管的小法蘭端與排水管用法蘭連接，排水管與流量計(jì)上游直管段用法蘭連接，流量計(jì)上游直管段、流量計(jì)、流量計(jì)下游直管段、流量調(diào)節(jié)閥及汽蝕罐入流口之間均用法蘭連接，汽蝕罐頂部裝有排氣閥和抽氣閥，抽氣閥通過(guò)抽氣管與真空泵連接，底部設(shè)有排水閥，中間部位設(shè)有注水閥，外側(cè)還設(shè)有液位計(jì)，汽蝕罐的出流口設(shè)在中部，入流口設(shè)在下方，汽蝕罐內(nèi)入流口與出流口之間用隔板分開(kāi)。
[0007]潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置的吸入管、入口測(cè)壓管和過(guò)渡管的外徑相同且不小于潛水泵外徑的2.5倍，吸入管長(zhǎng)度不小于其管徑的12倍，入口測(cè)壓管長(zhǎng)度為其管徑的4倍，出口測(cè)壓管的管徑與潛水泵出口口徑相同，出口測(cè)壓管長(zhǎng)度為其管徑的4倍，流量計(jì)與流量計(jì)上游直管段和流量計(jì)下游直管段同口徑，流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度不小于其管徑的20倍，流量計(jì)下游直管段長(zhǎng)度不小于其管徑的5倍。
[0008]潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置的入口測(cè)壓管中段外側(cè)焊接有入口均壓腔，入口測(cè)壓管上對(duì)稱開(kāi)有不少于4個(gè)對(duì)稱的入口引水孔，溫度計(jì)和入口壓力表分別安裝在入口均壓腔的兩側(cè)，出口測(cè)壓管中段同樣設(shè)有出口均壓腔，出口壓力表安裝在出口均壓腔的一側(cè)，見(jiàn)圖2、圖3和圖4。
[0009]潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置的溫度計(jì)、入口壓力表、出口壓力表、轉(zhuǎn)速傳感器及轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x和流量計(jì)用于測(cè)量潛水泵汽蝕余量的關(guān)鍵參數(shù)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置，能測(cè)量不同流量下潛水泵的臨界汽蝕余量，解決潛水泵汽蝕性能試驗(yàn)不能開(kāi)展的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為潛水泵汽蝕性能閉式試驗(yàn)裝置示意圖；圖中，1.汽蝕罐，2.出流口，3.入口閥，4.異心擴(kuò)散管，5.吸入管，6.潛水泵，7.溫度計(jì)，8.入口壓力表，9.過(guò)渡管，10.密封接頭一，11.轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，12.出口壓力表，13.排水管，14.出口測(cè)壓管，15.密封接頭二，16流量計(jì)上游直管段，17.入口測(cè)壓管，18.轉(zhuǎn)速傳感器，19.流量計(jì)，20.流量計(jì)下游直管段，21.流量調(diào)節(jié)閥，22.注水閥，23.真空泵，24.排水閥，25.抽氣管，26.入流口，27.隔板，28.液位計(jì)，29.抽氣閥，30.排氣閥。
[0012]圖2為入口測(cè)壓管17測(cè)壓點(diǎn)所在截面圖；圖中，31.入口均壓腔，32.入口引水孔。
[0013]圖3為入口測(cè)壓管17測(cè)壓處軸向剖視圖。
[0014]圖4為出口測(cè)壓管14測(cè)壓處軸向剖視圖；圖中，33.出口均壓腔，34.出口引水孔。
[0015]圖5為潛水泵汽蝕余量曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參見(jiàn)圖1，潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置由汽蝕罐1、出流口 2、入口閥3、異心擴(kuò)散管4、吸入管5、潛水泵6、溫度計(jì)7、入口壓力表8、過(guò)渡管9、密封接頭一 10、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x11，出口壓力表12、排水管13、出口測(cè)壓管14、密封接頭二 15、流量計(jì)上游直管段16、入口測(cè)壓管17、轉(zhuǎn)速傳感器18、流量計(jì)19、流量計(jì)下游直管段20、流量調(diào)節(jié)閥21、注水閥22、真空泵23、排水閥24、抽氣管25、隔板27、液位計(jì)28、抽氣閥29、排氣閥30組成。入口閥3 —端與出流口 2通過(guò)法蘭連接，另一端與異心擴(kuò)散管4用法蘭連接，異心擴(kuò)散管4的擴(kuò)散端與吸入管5的一端焊接，吸入管5的另一端與入口測(cè)壓管17的一端用法蘭連接，入口測(cè)壓管17另一端與過(guò)渡管9的一端用法蘭連接，入口測(cè)壓管17中間的測(cè)壓點(diǎn)所在截面與潛水泵6第一級(jí)葉輪進(jìn)口邊對(duì)齊，潛水泵6出口法蘭與出口測(cè)壓管14大法蘭連接后再裝入由擴(kuò)散管4、吸入管5、入口測(cè)壓管17和過(guò)渡管9組成的吸入通道內(nèi)，并與過(guò)渡管9用法蘭連接，轉(zhuǎn)速傳感器18電纜通過(guò)出口測(cè)壓管14大法蘭上的密封接頭一 10引出與轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x11連接，潛水泵6的電源電纜通過(guò)出口測(cè)壓管14大法蘭上的密封接頭二 15引出，出口測(cè)壓管14的小法蘭端與排水管13用法蘭連接，排水管13之間用彎頭焊接，排水管13與流量計(jì)上游直管段16用法蘭連接，流量計(jì)上游直管段16、流量計(jì)19、流量計(jì)下游直管段20、流量調(diào)節(jié)閥21及入流口 26之間均用法蘭連接，汽蝕罐I頂部裝有排氣閥30和抽氣閥29，抽氣閥29通過(guò)抽氣管25與真空泵23連接，底部設(shè)有排水閥24，中間部位設(shè)有注水閥22，外側(cè)還設(shè)有液位計(jì)28，出流口 2設(shè)在中部，入流口 26設(shè)在下方，入流口 26與出流口 2之間用隔板27分開(kāi)，吸入管5、入口測(cè)壓管17和過(guò)渡管9的外徑不小于潛水泵6外徑的2.5倍，吸入管4長(zhǎng)度不小于其管徑的12倍，入口測(cè)壓管17長(zhǎng)度為其管徑的4倍，出口測(cè)壓管14的管徑與潛水泵6出口口徑相同，出口測(cè)壓管13長(zhǎng)度為其管徑的4倍，流量計(jì)19與流量計(jì)上游直管段16和流量計(jì)下游直管段20同口徑，流量計(jì)上游直管段16長(zhǎng)度不小于管徑的20倍，流量計(jì)下游直管段20長(zhǎng)度不小于管徑的5倍。
[0017]參見(jiàn)圖2、圖3和圖4，入口測(cè)壓管17中段外側(cè)焊接有入口均壓腔31，入口測(cè)壓管17上對(duì)稱開(kāi)有不少于4個(gè)對(duì)稱的孔徑為3?6毫米的入口引水孔32，溫度計(jì)7和入口壓力表8分別安裝在均壓腔的兩側(cè)。出口測(cè)壓管14中段同樣設(shè)有出口均壓腔33，出口測(cè)壓管14上對(duì)稱開(kāi)有不少于4個(gè)對(duì)稱的孔徑為3?6毫米的出口引水孔34，出口壓力表12安裝在出口均壓腔33的一側(cè)。
[0018]潛水泵汽蝕余量的試驗(yàn)過(guò)程:汽蝕試驗(yàn)前，關(guān)閉汽蝕罐上除排氣閥30和注水閥22以外的所有閥門，打開(kāi)入口閥3和流量調(diào)節(jié)閥21，將清水通過(guò)注水閥22注入汽蝕罐1，使水位占罐高的4/5，關(guān)閉排氣閥30，打開(kāi)抽氣閥29。
[0019]試驗(yàn)的第一步，啟動(dòng)潛水泵6，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥21，使流量達(dá)到預(yù)定值，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥21，使?jié)撍?入口壓力出現(xiàn)少許的負(fù)壓，再調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，使流量保持預(yù)定值，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，使?jié)撍眠\(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，讀取流量計(jì)19、溫度計(jì)7、入口壓力表8、出口壓力表12、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x11上的數(shù)據(jù)。
[0020]試驗(yàn)的第二步，開(kāi)啟真空泵23，繼續(xù)抽取汽蝕罐I內(nèi)空氣，使罐內(nèi)液面上壓力降低，進(jìn)而使?jié)撍?入口壓力進(jìn)一步降低，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥21，使流量保持預(yù)定值，關(guān)閉真空泵23，讀取流量計(jì)19、溫度計(jì)7、入口壓力表8、出口壓力表12、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x11上的數(shù)據(jù)；重復(fù)第二步，得到第三組數(shù)據(jù)；如此做下去，當(dāng)潛水泵6的單級(jí)揚(yáng)程開(kāi)始出現(xiàn)下降，但還沒(méi)有下降至單級(jí)揚(yáng)程的3%時(shí)，需要特別仔細(xì)，直到潛水泵6單級(jí)揚(yáng)程下降超過(guò)3%為止，潛水泵6單級(jí)揚(yáng)程下降3%所對(duì)應(yīng)的汽蝕余量值為潛水泵6的臨界汽蝕余量NPSH3，在臨界汽蝕點(diǎn)附近要使數(shù)據(jù)點(diǎn)密一些。調(diào)節(jié)不同的流量預(yù)定值并在試驗(yàn)過(guò)程中保持，可以獲得不同流量下的潛水泵的臨界汽蝕余量數(shù)據(jù)。
[0021]最后，參見(jiàn)圖5，將潛水泵6單級(jí)揚(yáng)程和汽蝕余量換算到額定轉(zhuǎn)速下，并以汽蝕余量NPSH為橫坐標(biāo)，潛水泵6單級(jí)揚(yáng)程H為縱坐標(biāo)，繪制規(guī)定流量下的潛水泵6汽蝕性能曲線。
【權(quán)利要求】
1.一種潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置，其特征是:所述潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置由汽蝕罐(I)、出流口(2)、入口閥(3)、異心擴(kuò)散管(4)、吸入管(5)、潛水泵(6)、溫度計(jì)(7)、入口壓力表(8)、過(guò)渡管(9)、密封接頭一(10)、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x(11)、出口壓力表(12)、排水管(13)、出口測(cè)壓管(14)、密封接頭二(15)、流量計(jì)上游直管段(16)、入口測(cè)壓管(17)、轉(zhuǎn)速傳感器(18)、流量計(jì)(19)、流量計(jì)下游直管段(20)、流量調(diào)節(jié)閥(21)、注水閥(22)、真空泵(23)、排水閥(24)、抽氣管(25)、入流口(26)、隔板(27)、液位計(jì)(28)、抽氣閥(29)、排氣閥(30)組成；所述入口閥(3) —端與所述出流口(2)通過(guò)法蘭連接，另一端與所述異心擴(kuò)散管(4)用法蘭連接，所述異心擴(kuò)散管(4)的擴(kuò)散端與所述吸入管(5)的一端焊接，所述吸入管(5)的另一端與所述入口測(cè)壓管(17)的一端用法蘭連接，所述入口測(cè)壓管(17)另一端與所述過(guò)渡管(9)的一端用法蘭連接，所述潛水泵(6)出口法蘭與所述出口測(cè)壓管(14)大法蘭連接后再與所述過(guò)渡管(9)用法蘭連接，所述轉(zhuǎn)速傳感器(18)電纜和所述潛水泵(6)的電源電纜分別通過(guò)所述出口測(cè)壓管(14)大法蘭上的所述密封接頭一(10)和所述密封接頭二(15)引出，所述出口測(cè)壓管(14)的小法蘭端與所述排水管(13)用法蘭連接，所述排水管(13)之間用彎頭焊接，所述排水管(13)與所述流量計(jì)上游直管段(16)用法蘭連接，所述流量計(jì)上游直管段(16)、所述流量計(jì)(19)、所述流量計(jì)下游直管段(20)、所述流量調(diào)節(jié)閥(21)及所述入流口(26)之間均用法蘭連接，汽蝕罐(I)頂部裝有排氣閥(30)和抽氣閥(19)，抽氣 閥(19)通過(guò)抽氣管(25)與真空泵(23)連接，底部設(shè)有排水閥(24)，中間部位設(shè)有注水閥(22)，外側(cè)還設(shè)有液位計(jì)(28)，汽蝕罐(I)的出流口(2)設(shè)在中部，入流口(26)設(shè)在下方，汽蝕罐(I)內(nèi)入流口(2)與出流口(26)之間用隔板(27)分開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置，其特征是:所述吸入管(5)、所述入口測(cè)壓管(17)和所述過(guò)渡管(9)的外徑相同且不小于所述潛水泵(6)外徑的2.5倍，所述吸入管(5)長(zhǎng)度不小于其管徑的12倍，所述入口測(cè)壓管(17)長(zhǎng)度為其管徑的4倍，所述出口測(cè)壓管(14)的管徑與所述潛水泵(6)出口口徑相同，所述出口測(cè)壓管(14)長(zhǎng)度為其管徑的4倍，所述流量計(jì)(19)與所述流量計(jì)上游直管段(16)和所述流量計(jì)下游直管段(20)同口徑，所述流量計(jì)上游直管段(16)長(zhǎng)度不小于其管徑的20倍，所述流量計(jì)下游直管段(20)長(zhǎng)度不小于其管徑的5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水泵汽蝕余量閉式試驗(yàn)裝置，其特征是:所述入口測(cè)壓管(17)和所述出口測(cè)壓管(14)中段外側(cè)焊接有入口均壓腔(31)和出口測(cè)壓腔(33)。
【文檔編號(hào)】F04B51/00GK203742973SQ201420128811
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】湯玲迪, 湯躍, 袁壽其, 陳超, 張晨駿 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)